DE4105030A1

DE4105030A1 - Hydropumpe

Info

Publication number: DE4105030A1
Application number: DE4105030A
Authority: DE
Inventors: Rolf Dr Ing Klumpp; Claus-Peter Dipl Ing Hoeptner; Uwe Dipl Ing Matena
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1991-02-19
Filing date: 1991-02-19
Publication date: 1992-08-20
Anticipated expiration: 2011-02-20
Also published as: US5211544A; EP0499794B1; JPH0579471A; EP0499794A1; JP2528415B2; DE4105030C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Hydropumpe mit einer aus einem ge meinsamen Saugraum in eine den Druckausgang der Hydropumpe bildende erste Kammer ansaugenden ersten Pumpe und einer in eine zweite Kammer ansaugenden zweiten Pumpe nach dem Oberbe griff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Hydropumpe ist aus DE-A-38 37 599 bekannt.

Diese bekannte Pumpe konstruktiv einfacher zu gestalten und dadurch eine kostengünstigere Herstellung zu erreichen, ist das der Erfindung zugrundeliegende Problem.

Eine Lösung des erfindungsgemäßen Problems stellt eine gat tungsgemäße Hydropumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 dar.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der grundsätzliche Unterschied der erfindungsgemäßen Lösung gegenüber der eingangs zitierten vorbekannten Ölpumpe besteht darin, daß unterhalb des gattungsgemäß definierten ersten am Druckausgang herrschenden Förderdruckgrenzwertes der Förder strom der zweiten Kammer direkt über ein Einwegeventil, d. h. ein Rückschlagventil, in die den Druckausgang der Pumpe bil dende erste Kammer gefördert wird. Dadurch können bisher not wendige Steuerventile und damit verbundene Steuerkanäle ent fallen.

Im Stand der Technik ist aus DE-A-31 42 604 zwar bereits eine Ölpumpe bekannt, bei der zwei Pumpeneinheiten aus einem ge meinsamen Saugraum wahlweise in einen gemeinsamen Druckausgang oder getrennte Druckausgänge fördern und ein die beiden Druck ausgänge miteinander verbindendes Einwegeventil besitzen. Gat tungsmäßig ist jene Ölpumpe jedoch mit der Erfindung nicht vergleichbar, da dem dortigen Einwegeventil eine andersartige Funktion zukommt. Während das Einwegeventil nach der Erfindung dafür sorgt, daß die Förderströme beider Pumpeneinheiten un terhalb eines ersten am Druckausgang herrschenden Förderdruck grenzwertes in einen gemeinsamen Druckausgang der Pumpe gelei tet werden, ist das Einwegeventil der vorbekannten Einrichtung so geschaltet und gesteuert, daß es erst oberhalb eines vor eingestellten Förderdruckes am Druckausgang der Pumpe öffnen kann, während es bei einem unter diesem Grenzwert liegenden Förderdruck durch ein Steuerventil verschlossen gehalten wird.

Durch die andersartige Funktionsbestimmung jener vorbekannten Ölpumpe, bei der im Gegensatz zu derjenigen nach der Erfindung die beiden Förderpumpen nicht bei niedrigem Förderdruck am Pumpenausgang, sondern bei hohem Förderdruck beim Pumpenaus gang in einen gemeinsamen Druckausgang fördern sollen, weist jene Pumpe einen insgesamt völlig andersartigen Steuer- und Schaltmechanismus auf, wodurch der Aufbau und die Funktion der notwendigen Ventilsteuerungen in beiden Fällen nicht miteinan der vergleichbar sind.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Hydropumpe,

Fig. 2-4 die in Fig. 1 dargestellte Hydropumpe in verschie denen Arbeitsfunktionen.

In einem teilbaren Gehäuse einer Hydropumpe arbeiten zwei ge meinsam angetriebene Umlaufverdränger 1 und 2, von denen der Umlaufverdränger 1 einen Primär- und der Umlaufverdränger 2 einen Sekundärstrom fördert. Beide Umlaufverdränger 1, 2 för dern aus einem gemeinsamen Saugraum 3. Druckseitig fördert der Umlaufverdränger 1 in eine erste Kammer 4 und der Umlaufver dränger 2 in eine zweite Kammer 5. Die erste Kammer 4 mündet direkt in den Druckausgang 6 der Hydropumpe.

Die beiden Kammern 4 und 5 sind durch ein in Richtung der ersten Kammer 4 öffnendes Einwegeventil 7 miteinander verbun den.

Der Saugraum 3 ist über ein erstes Steuerventil 8 mit der zweiten Kammer 5 verbindbar und über diese hinweg auch noch über ein zweites Steuerventil 9 mit der ersten Druckkammer. Das zweite Steuerventil 9 ist zweckmäßigerweise als Drossel ventil ausgebildet. Die Betätigung der beiden Ventile 8 und 9 erfolgt über einen Steuerschieber 10, der in einer Bohrung 11 der Hydropumpe geführt ist. Auf einer Stirnseite ist der Steu erschieber durch eine Feder 12 in seiner Längsachse kraftbe aufschlagt. Diese Stirnseite ist dem Druck des Saugraumes 3 ausgesetzt. Die entgegengesetzte Stirnseite des Steuerschie bers ist dem Druck der ersten Kammer 4 ausgesetzt. Die Steuer ventile 8 und 9 werden durch Steuerkolben 13 und 14 betätigt, die Bestandteil des Steuerschiebers 10 sind. Der Steuerkolben 13 ist dabei Teil des Ventiles 9 und der Steuerkolben 14 Teil des Ventiles 8. Die beiden Steuerkolben 13 und 14 üben zu sätzlich auch noch die Funktion von in der Bohrung 11 geführ ten Arbeitskolben aus. Mit der ersten Kammer 4 steht der Steuerkolben 13 über einen Kanal 15 in Verbindung.

Der federbeaufschlagte Steuerkolben 14 grenzt mit seiner einen Stirnseite an die zweite Kammer 5 und mit seiner anderen Stirnseite an eine über eine Drosselbohrung 16 mit dem Saug raum 3 in Verbindung stehende Dämpfungskammer 17 an.

Die Funktion der Hydropumpe in ihren verschiedenen Arbeits stellungen wird nachfolgend anhand der Fig. 2-4 erläutert.

Bei dem Arbeitszustand der Hydropumpe nach Fig. 2 herrscht am Druckausgang der Hydropumpe ein unterhalb eines vorgegebenen ersten Förderdruckgrenzwertes liegender Förderdruck, bei dem der Sekundärförderstrom gemeinsam mit dem Primärförderstrom den Druckausgang 6 der Förderpumpe verläßt. Zur Zuleitung des Sekundärförderstromes aus der zweiten Kammer 5 zu dem Primär strom der ersten Kammer 4 ist das diese beiden Kammern ver bindende Einwegeventil 7 geöffnet. Die Steuerventile 8 und 9 sind bei diesem Arbeitszustand der Pumpe geschlossen.

Die Förderströme der beiden Umlaufverdränger 1 und 2 sind je weils unterschiedlich schraffiert gekennzeichnet, wobei zu sätzlich noch zwischen Druckzuständen auf der Druck- und Saug seite unterschieden ist. Soweit die Förderströme auf der Druckseite auf gleichem Druckniveau miteinander verbunden sind, sind beide Förderströme übereinstimmend gleich markiert.

Bei dem Arbeitszustand der Hydropumpe nach Fig. 3 herrscht am Druckausgang 6 der Hydropumpe ein Druck, der oberhalb des vor genannten ersten Förderdruckgrenzwertes liegt. Bei diesem er höhten Förderdruck, der jedoch noch unterhalb eines zweiten Förderdruckgrenzwertes liegt, öffnet das Steuerventil 8. Das Öffnen des Ventiles 8 über den Steuerkolben 14 bewirkt der Steuerschieber 10, auf den über den Steuerkolben 13 der am Druckausgang 6 herrschende Förderdruck ansteht. Durch das ge öffnete erste Steuerventil 8 fördert der Umlaufverdränger 2 den von ihm erzeugten Sekundärförderstrom gegendrucklos zurück in den Saugraum 3. Durch die Druckentlastung in der zweiten Kammer 5 schließt automatisch das Einwegeventil 7.

Bei dem Arbeitszustand der Hydropumpe nach Fig. 4 herrscht an dem Druckausgang 6 der Hydropumpe ein oberhalb des vorstehend definierten zweiten Förderdruckgrenzwertes liegender Förder druck. Bei diesem Zustand ist zusätzlich zu dem ersten Steuer ventil 8 auch noch das zweite Steuerventil 9 geöffnet. Durch dieses Steuerventil 9 strömt druckgedrosselt ein in den Saug raum rückzuführender Teilstrom des Primärförderstromes des ersten Umlaufverdrängers 1. Die Öffnung des zweiten Steuerven tiles wird allein durch den Druck der ersten Kammer 4 bewirkt, der an dem das Ventil 9 betätigenden Steuerkolben 13 ansteht. Das Steuerventil 9 ist als Drosselventil ausgebildet, damit der notwendige Druckunterschied zwischen Druckausgang 6 der Hydropumpe und dem Saugraum 3, die über das Ventil 9 mitein ander verbunden sind, aufrechterhalten bleibt.

Die beschriebene Hydropumpe ist vorzugsweise zur Förderung von Schmieröl in den Schmierölkreislauf einer Brennkraftmaschine bestimmt und geeignet. In der Arbeitsstellung nach Fig. 2 be findet sich die Hydropumpe bei einem solchen Einsatz bei ab gestellter Brennkraftmaschine. In diesem Zustand werden bei anlaufender Brennkraftmaschine demnach die Förderströme beider Umlaufverdränger 1 und 2 zunächst gemeinsam dem Schmieröl kreislauf druckseitig zugeführt. Diese gemeinsame Zuleitung beider Förderströme ist in der Start- und Leer-laufphase des Motors bei den dort herrschenden niedrigen Drehzahlen und der damit verbundenen geringen Fördermenge notwendig. Dabei ist zu bemerken, daß beide Umlaufverdränger 1 und 2 auf einer gemein samen Welle mit gleicher Drehzahl angetrieben werden.

Nimmt mit zunehmender Motordrehzahl die Fördermenge und damit der Druck am Druckausgang der als Schmierölpumpe arbeitenden Hydropumpe zu, schaltet die Hydropumpe automatisch in den Zu stand nach Fig. 3 um.

Bei noch weiter gestiegener Drehzahl kann auch noch ein Teil strom des Primärstromes druckentlastet zum Saugraum 3 der Pumpe zurückgeführt werden. Diesen Schaltzustand der Pumpe zeigt Fig. 4.

Der Zweck der druckentlasteten Rückführung einzelner Teilströ me der Hydropumpe ist es, bei hohen Drehzahlen Leistungsver luste der Pumpe zu vermeiden, die sich durch unnötig hohe gegen Druck arbeitende Förderströme zwangsläufig ergeben.

Die für die Erfindung einsetzbaren Umlaufverdränger können be liebiger Art sein, wobei sie beispielsweise Elemente einer Zahnrad-, Trochoiden-, Sichel-, Eaton-, Schrauben- oder Flü gelzellenpumpe sein können.

Bezugszeichenliste

1 Umlaufverdränger
2 Umlaufverdränger
3 Saugraum
4 erste Kammer
5 zweite Kammer
6 Druckausgang
7 Einwegeventil
8 erstes Steuerventil
9 zweites Steuerventil
10 Steuerschieber
11 Bohrung
12 Feder
13 Steuerkolben
14 Steuerkolben
15 Kanal
16 Drosselbohrung
17 Dämpfungsraum

Claims

1. Hydropumpe mit einer aus einem gemeinsamen Saugraum in eine den Druckausgang der Hydropumpe bildende erste Kammer an saugenden ersten Pumpe und einer in eine zweite Kammer ansau genden zweiten Pumpe, bei der die zweite Kammer unterhalb eines ersten am Druckausgang herrschenden Förderdruckgrenz wertes mit der ersten Kammer verbunden und oberhalb dieses Grenzwertes von dieser getrennt zum Saugraum geöffnet ist, und bei der bei einem zweiten, höheren Förderdruckgrenzwert zu sätzlich zu dem Förderstrom der zweiten Pumpe auch noch ein Teilstrom des Förderstromes der ersten Pumpe in den gemeinsa men Saugraum zurückgeführt wird, wobei die unterschiedlichen Führungen der Förderströme durch von dem Förderdruck am Druck ausgang gesteuerte Ventile schaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kammern (4, 5) bei einem an dem Druckausgang (6) unterhalb des ersten Förderdruckgrenzwertes liegenden Förder druck über ein geöffnetes Einwegeventil (7) miteinander ver bunden sind.

2. Hydropumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die unterschiedlichen Schaltungen der Förderströme zwei durch den Druck am Druckausgang (6) steuerbare Ventile (8, 9) vorgesehen sind, von denen ein erstes (8) zwischen der zweiten Kammer (5) und dem Saugraum (3) und das zweite (9) zwischen den beiden Kammern (4, 5) angebracht ist.

3. Hydropumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite zwischen den beiden Kammern (4, 5) angebrachte Steuerventil (9) als Drosselventil ausgebildet ist.

4. Hydropumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Steuerventile (8, 9) von gemeinsam auf einem in einer Richtung durch eine Feder (12) beaufschlagten Steuer schieber (10) liegenden Steuerkolben (13, 14) betätigt werden, von denen der Steuerkolben (13) des die beiden Kammern (4, 5) miteinander verbindenden zweiten Steuerventils (9) in der der Kraft der Feder (12) entgegengesetzten Richtung von dem Förderdruck der ersten Kammer (4) beaufschlagt ist und damit gleichzeitig die Funktion eines ersten den Steuerschieber (10) bewegenden Arbeitskolbens ausübt.

5. Hydropumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Steuerschieber (10) in einer Richtung beaufschla gende Feder (12) an dem Steuerkolben (14) des zwischen dem Saugraum (3) und der zweiten Kammer (5) liegenden Steuerven tils (8) angreift, so daß dieser als zweiter Arbeitskolben wirkt.

6. Hydropumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Steuerschiebers (10) hydraulisch gedämpft ist, wozu eine über eine Drosselbohrung (16) mit dem Saugraum (3) verbundene hydraulisch wirkende Dämpfungskammer (17) vorgesehen ist, in die ein Fortsatz des Steuerkolbens (14) des den Saugraum (3) mit der zweiten Kammer (5) verbindenden ersten Steuerventils (8) das Volumen der Dämpfungskammer (17) veränderbar verschieblich hineinragt.